JPS58120512A - ゼオライト質組成物の製法 - Google Patents

ゼオライト質組成物の製法

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JPS58120512A
JPS58120512A JP205882A JP205882A JPS58120512A JP S58120512 A JPS58120512 A JP S58120512A JP 205882 A JP205882 A JP 205882A JP 205882 A JP205882 A JP 205882A JP S58120512 A JPS58120512 A JP S58120512A
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Yukio Kaneharu
金治 幸雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水砕スラグを原料とするゼオライト質植成物
の製造法に関する。
高炉スラグは銑鉄1t6す、約300#生産され、その
晴は幅大々ものであり、その利用として、該スラグを水
冷した水砕スラグが、コンクリート骨材、セメント用等
に向けられているが、依然として大破のスラグが単に埋
立てや廃棄されている現伏にちる。
そこで、この水砕スラグを原料に用い、有価物を取得す
る方法が種々検討されている。例えば、(1)水砕スラ
グに含まれる粗分をNH4C4水溶液で抽出して、aO
を取得する方法(特公昭53−45198号公報)、(
2)水砕スラグを水酸化アルカリ物質の存在下または非
存在下で水熱処理し、充填剤等を取得する方法(特公昭
53−24034号公報) 、(31水砕スラグを無機
酸水溶液に溶解させ、アルカリ水溶液の添加によって生
じた沈殿物を吸着剤として利用する方法(特開昭55−
314CN号公報)等が提案されている。しかしながら
、これらの方法には、分子単位、イオン単位の被吸着物
質を選択的に吸着する特性を有する結晶質ゼオライトの
生成について、何ら言及されていない。 即ち、(2)
の方法の如く、水砕スラグを直接水熱処理しても、水砕
スラグ中にはSi、A/!に対して常に過剰のCaが存
在するため、ケイ酸カルシウム系の化合物が優先的に生
成し、ゼオライト質組成物は生成し難い。又、(3)の
方法は、活性なゲルの取得方法であり、この方法で得た
吸!に剤は性能上結晶質のゼオライト組成1イ゛りと木
質的に異なるものである。
(1)の方1去は、CaOとしての取得が目的であるが
、中性1M水溶液での1分抽出は、化学反応論的に自ら
限界があり、完全を期し難い。
本発明酋らは、大量に副生する水砕スラグの何効利用に
ついて研究を進めた結果、以下に詳1ホするように、水
砕スラグを特定条件下で処理することにより、水砕スラ
グ中の有効成分を損なうことなく、ゼオライト質組成物
を製造する方法を見い出した。
即ち、本発明は、水砕スラグ粉末を、該粉末に1書」る
金属に対して、モル比2.0〜6.5の無1幾順、モル
比25〜160の水に相当する量の’Jf、 磯rIZ
水容液で処理し、次いでアンモニア化により該処理糸の
声を4〜9に調整して得た沈殿物全戸別し、該沈殿物を
アルカリ金属水酸化物水溶夜中で水熱処理することから
成るゼオライト質召1成物の製造法に関する。
以−Hに本発明を更に詳細に説明する。
本発明方法は、先ず上述の一定範囲の無機酸水溶液で、
水砕スラグ中に含まれる成分を分解溶出させ、後続の処
理を経て可及的に反応系から除去することにより、ゼオ
ライト質組成物の生成を可能とするものである。
本発明に用いられろ水砕スラグ粉末は、後述の分解操作
を容易にするため、約100メソ/ユ以下の粒径のもの
が望ましい。
Ca分の分解溶出条件としては、Caの水溶性塩を形成
する無機酸であるHCJ 、 HNO,、HC/404
等の一種または二種以上の酸で該水砕スラグ粉末を分解
させるに当り、水砕スラグ粉末に含まれる”as Mg
%AJ、  Fe、勘、T1  に対して、モル比2.
0〜ろ5相当楡の無機酸を用いる。
ここで下限を下廻ると分解反応が進行し難く、液相への
Ca溶出が限定され、上限を越えると後続のアンモニア
化処理におけるアンモニアの量が過大となり、不必要な
アンモニア消費につながると共に、沈殿物の分離過程で
の塩析により沈殿物の回収が困難となる。
能力、上記無機酸に対応する無機酸水溶液と[2ての水
の量は、上記金属に対し、モル比25〜160とするこ
とが必要であり、下限以下であhば分解反応の不全また
は反応生成物の固化を惹起し1.4・ψ作上好ましくな
く、上限を越えると(1・11磯度の低下および液相部
分過剰生成により、分解反応の不全と操作上及び設備上
非効率となる。
水砕スラグと無機酸水溶液との反応温度に関し、ては、
溶解時に発熱を伴うので、特に加温が・+、t、、 四
でぐLなく、通常、常温〜80 ’Cで処理することが
好′ましいが、Ca分の溶出には、温度はさ ゛はど重
要な因子でなく、はとんど上記の無機酸水溶液の纏度お
よびその量的比率によって左右され、る。 尚、反応時
間に関しては、成分の溶出は、短時間で起こり、15分
〜2時間で充分である。
実際の操作においては、無機酸水溶液の濃度と、その水
砕スラグ粉末に対する量的比率を予、v″11算定これ
をもとに分解溶出処理を実施すればよい。今、その−例
をあげれば、水砕スラグ粉末(成分; Ca 28.9
7%、Mg 4.23%、A17.58%  、Fe 
 O,68%、 Mn0.44%、 Ti0.97% 
)を、用いる場合、当該水砕スラグ粉末1 kq当りの
上記金属モル数の合計は12.19モルであり、無機酸
としてHC,/を用いると、本発明要件としてのHCJ
量は0.89〜L56 kg/kq (水砕スラグ粉末
)となり、また水の量は同様に549〜35.1 #9
/kg(水砕スラグ粉末)となる。 従って、HC/?
濃度は2.5〜245%のものを使用し、水砕スラグ粉
末1kgを処理するHC1!水溶液の量は36〜62.
4kqの範囲となる。
以上に例示した濃度および量的比率の無機酸水溶液で水
砕スラグ粉末を処理することにより、Ca等の金属が分
解溶出される。 尚、分解方法に関しては、特段に限定
されないが、無機酸水溶液に対して攪拌しつつ水砕スラ
グ粉末をなるべく早く添加して反応を完結させることが
望ましい。
次いで、水砕スラグ粉末の分解溶出反応を完結させた上
記処理系をアンモニア化することにより、分WR溶出し
たCa分以外の金属を水酸化物として沈殿させるのであ
るが、本発明の目的を達成するためには、該処理系の−
を4〜9とすることが第二の要件となる。 即ち、上記
pH値をド廻ろと原料水砕スラグ粉末に由来するゼオラ
イトの構成成分としてのMが液相中に溶存した状態にと
どまり、且つ沈殿物のp別が困難であり、このような沈
殿物からはゼ、オライド質組成物は得られない。 一方
、 pH9を大きく上泗るヒ不必要なアンモニア消費を
招来し、かつ何の回収(は低下する。上記の如く、声を
4〜9の軛1iflに調整することにより、Mは沈殿物
として・切半的に1p1収され、逆にゼオライト質組成
物の生成」1好1しくないCa分は液相にとどまり、濾
過、洗浄等の固液分離操作により、p液、洗浄液に移行
して沈殿物から除去され、回収した沈殿物への残存は僅
少となる。 尚、アンモニア化に当−1ては、アンモニ
アガス以外にアンモニア水溶面を適用することができる
。このアンモニア化処理に−おいては、アンモニア化が
局部的に生起せぬように攪拌等により処理系全体の恒常
的均一化を保ちながら、前記ゾ範囲に調整する必要があ
る。
このようにして得られた沈殿物は、ゼオライトの構成主
成分としてのAJ、Siに富み、妨害成分であるCaは
、上記処理によって除去されているため、そのまま、あ
るいは乾燥してアルカリ金属水酸化物水溶液と共に通常
の水熱処理を行うことにより、ノゼオライト質組成物を
うろことができる。
本発明に用いられるアルカリ金属水酸化物とシテハ、N
aOH、KOH%LiOHをHyrzfルコトy:r:
r’き、必要に応じ、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド等を併用してもよい。
水熱処理において、例えば、アルカリ金属水酸化物とし
てNaOHを用いた場合、Na、O/5iOjモル比、
NaOH水溶液濃度、水熱処理温度等を適宜選択するこ
とにより、「P型ゼオライト」 「カンクリナイト」等
からなるゼオライト質組成物を取得することが工きる。
又、櫨<要に応じ、補足成分としてのh4111IξN
a等をアルミン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムの形で
#lj該水熱処理系に添加すれば各種構造のゼオライト
質組成物を得ることができる。
尚、前記沈殿物を回収後のp液、洗浄液は、Ca”、 
NH4″−1CJ−、NO,−1czo、−等を含有す
るので、濃縮、晶出等により、これらの塩を分別回収す
ればよく、肥料その他に利用することができる。
また、これらの一部を本発明方法で得たゼオライト質組
成物に作用させ、イオン交換によって変ゼ1ゼオライト
質組成物とすることもできる。
以上に記載のA、y < 、本発明方法は、単純な処 
 □理に」、す、水砕スラグそれ自体から付加価値の高
いゼオライト質組成物の製造を可能とするものでを、す
、水砕スラグの有効利用に寄与すること犬である。
実施例1 100メ、7ユ全通の水砕スラグ粉末(成分C828,
97%、Mg4.23 % 、 AJ 7.58 %、
78068%、Mno、44%、T1097%)1峠を
濃度および量的比率を変えたHCJ水溶液で2時間分解
処理したのち、該処理系に攪拌しつつアンモニアガスを
吹き込み、pHを調整した。
生成した沈殿物を濾過水洗して回収し、オートクレーブ
中に移入し、12%NaOH水溶液10に9を加え、1
50℃で5時間水熱処理を行なった。ここで得た生成組
成物を濾過水洗して回収し、100℃に5時間乾燥し、
その一部をX線によって固定し、ゼオライト質組成物の
生成について検討した。処理条件と結果を一括して計1
に示す。
実施例2 実施例1.鼾1の実験番号■と同様の処理を行ない、水
熱処理におけるNaOH水溶液に替えてアルミン酸ナト
リウム水溶液(AJ 2.2%1Na8.75%) 1
0 kgを用いて100℃で5時間水熱処理を行ない、
同様の操作で生成組成物につき検討した結果、A型ゼオ
ライトを含有する組成物であることを確認した。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明実施例によって得た組成物のX線回
折図であって、図−1はゼオライト−P型(実癩例1.
 別表実験番号■)、図−2はゼオライ)−A型(実施
例2.)の存在を示すものである。 表−1 手 続 補 正 書 (方式) 1. !J1件の表示 昭+1157年特許願第2058号 2発明の名称 ゼオライト質組成物の製法 ろ補正をする者 事件との関係  特許出願人 〒651−13 4補正命令の日付 昭和57年4月9日5補正のχ・l
象 明細書の発明の名称の欄6補正の内容 手続補正書(自発) 1事件の表示 昭和57年特許願第2058号2、発明
の名称 ゼオライト質組成物の製法6、補正をする者 事件との関係 特許出願人 〒651−+3 4補正の対象 明細書 5補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水砕スラグ粉末を、該粉末に含まれる金属に対して、モ
    ル比20〜3.5の無機酸、モル比25〜160の水に
    相当する量の無機酸水溶液で処理し、次いでアンモニア
    化により該処理系の坪を4〜9に調整【7て得た沈殿物
    を戸別し、該沈殿物をアルカリ金属水酸化物水溶液中で
    水熱処理することから成るゼオライト質組成物の製造法
JP205882A 1982-01-08 1982-01-08 ゼオライト質組成物の製法 Expired JPS6052087B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991015427A1 (en) * 1990-03-30 1991-10-17 Alcan International Limited Process for converting bayer sodalite into zeolite of type a
JPH05155611A (ja) * 1991-12-07 1993-06-22 Ngk Insulators Ltd ゼオライトの製造法
WO1999021797A1 (en) * 1997-10-28 1999-05-06 Siklosi Peter Process for production of zeolites from raw materials containing alkali alumino hydro-silicates

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WO1999021797A1 (en) * 1997-10-28 1999-05-06 Siklosi Peter Process for production of zeolites from raw materials containing alkali alumino hydro-silicates

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